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第三节 大气环境
第一课时 对流层大气的受热过程 全球气 压带、风带的分布和移动
在工业革命前，人类还没有发明蒸汽机，那时航海家们
只能靠风力乘帆船在海洋上航行。航海家们经过多次航 行，发现30°纬度附近总是无风，帆船进入该海区无法 航行。
那时，帆船除装载一般货物外，还装运许多马匹到美洲
大陆。由于草料和淡水的不足，马匹相继死掉，马肉又
教材图2－26 不同太阳高度辐射强度变化示意
图中揭示了影响太阳辐射强度的因素是：太阳 高度角。A、B表示等量的太阳辐射，A 的入射 角大于B，导致：①A束光线分布的面积a小于B 束光线分布的面积b，光热集中，太阳辐射强度 大；②A束光线穿过大气的路径短于B束光线， 被大气削弱程度差，太阳辐射强度大。据此也 可解释一天中，正午的太阳辐射强度大于早晨 和傍晚的现象。
教材图2－28 玻璃温室效应示意
太阳光透过玻璃进入温室，加热温室内的地面， 地面温度升高后产生长波辐射，由于玻璃阻断 了室内空气与大气的交换，红外线长波辐射被 保留在温室内，使温室的温度升高。
教材图2－31 有摩擦力与没有摩擦力的大气运动和 等压线的关系
本图采用以图释文的形式，介绍了影响风的三种作 用和近地面风向、高层大气风向。现在总结归纳气 压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响，如 下表所示：
对 流 运 复杂 动 多变 显 著
人类生 活在对 流层底 部，与 人类关 系最密
切Fra Baidu bibliotek
教材图2－24 到达地面的太阳辐射示意
太阳源源不断地向四周放射着能量，若到达地球大 气上界的太阳辐射以100计，经过大气时，被臭氧、 二氧化碳等物质吸收的紫外光和红外光占19%，被 大气散射、反射、地面反射的占34%，到达地面并 被地面吸收的太阳辐射只有47%。
吃不完，所以不得不把马肉投进大海里喂鱼。后来，人 们就把这个无风的30°纬度叫做“马纬度”。 [尝试探究]为什么在其他海域总是吹有规律的定向风， 而在“马纬度”海区总是无风？
一、课标要求
运用图表说明大气受热过程，绘制全球气压带、风带分布 示意图，说出气压带、风带的分布、移动规律。
二、学习目标
1．了解大气的垂直分层及各层特点。 2．理解大气热状况过程与特征。 3．掌握热力环流的形成过程及具体应用。 4．掌握大气水平运动。 5．理解三圈环流的形成过程，理解气压带和风带的形成、 分布、移动规律。
各大气层的基本情况如下表所示：
大
气温垂直变
气
分 层
高度
化
空气 天气
规律 原因 运动 现象
与人类关系
高 自平流层顶 层 以上到大气 大 上界2 000～3 气 000千米
80～500千米高空有 若干电离层，能反射 无线电波，对无线电
通信有重要作用
该层气温
自对 下层随高度 基本上不 平
①臭氧大量吸
平 流 层
一、对流层大气的受热过程
探究
1.为什么说O3是“地球生命的保护伞”？ 答案： O3能吸收太阳辐射中的紫外线部分，使 适量紫外线到达地表面，保护地球生命。
探究
2.为什么晴朗的天空呈现蔚蓝色？
答案： 可见光中波长较短的蓝色光，紫色光易 被空气分子散射。 探究
3.菲律宾皮纳图博火山喷发时，火山灰笼罩了整 个马尼拉城，白天宛如黑夜，出门需打手电。这 种现象反映了大气对太阳辐射的何种作用？
教材图2－23 大气垂直分层示意
包围地球的大气，按照温度、密度等物理性质 的差异，在垂直方向上分为对流层、平流层、 高层大气。对流层在最低层，与人类的关系最 密切；平流层是大型飞机飞行的最理想的层次； 高层大气在50千米以上，有流星、极光等现象 出现，也是人造卫星绕转的一层。人们最初认 知的是大气层下部的情况，随着科学技术的进 步，人们对整个大气层有了更深入的了解。
答案： 尘埃增大反射作用。
二、全球气压带、风带的分布和移动
大 气 的 运 动
探究
4.在相同的气压条件下，陆地上的风与海面上的风 有何不同？为什么？ 答案： 根据摩擦力大小判断，陆地上摩擦力较大， 风向与等体之间夹角大，风向偏转角度大；反之， 风向与等压线夹角小。
探究
5.高空风向与近地面风向有何不同？为什么？ 答案： 高空空气间的摩擦力很小，可以忽略 不计、风向与等压线平衡；近地面空气与地表 摩擦力大、风向与等压线有一交角。
教材图2－27 不同性质地面的反射率
地面的反射率与地面辐射呈负相关关系。反射 率越大，地面吸收的太阳辐射越少，地面温度 越低，地面辐射越弱；反之则强。从图中看， 新雪的反射率最高，冰次之，赤道海洋最低。 颜色越浅反射率愈大，吸收太阳辐射的能力越 弱。南极洲出现全球极端气温最低值，其中很 重要的一个原因就是：南极大陆被冰雪覆盖， 对太阳辐射反射强。
探究
6.北半球的西风带是怎样形成的？
答案： 从北半球的副热带高气压带向副极 地低气压带之间有水平气压梯度力，风在这 个力作用下向北流动，又受到地转偏向力、 摩擦力共同作用，形成西南风。
探究
7.气压带和风带的季节移动是怎样引起的？ 有什么规律？
答案： 气压带和风带随着太阳直射点的移 动而移动。从6月22日至12月22日，向南移， 从12月22日至次年6月22日，向北移。
流层
顶至 50～ 55千
变化很小， 30千米以上 气温随高度 增加而迅速
受地面影 响，而靠 臭氧大量 吸收太阳
流 运
动 为
收紫外线，成 天气 为人类生存环 晴朗 境的天然屏障
②大气稳定，
米
上升 紫外线而 主
利于高空飞行
增温
低纬
17～18
对 流 层
千米， 中纬 10～12 千米，
高纬8～
9千米
气高加减约高气低温度而，每1温00.60随 增 递 大 升 降米 ℃，地 流 主 接 离 高 越面 层 要 热 地 ， 低是 大 的 源 面 气对 气 直 ， 越 温
教材图2－25 太阳辐射和地面辐射、大气逆 辐射关系示意
三个辐射的关系应从两个角度来认识，一是它 们在大气中传递和转换的关系，如图所示；二 是它们之间在数量上的关系，以大气上界、大 气和地面分别为研究对象，它们在热量的收支 上是平衡的，例如地面：热量收入＝地面吸收 太阳辐射(47)＋地面吸收大气逆辐射(106)＝153， 地面辐射(120)＋湍流输送(10)＋潜热输送(23) ＝153为热量支出，热量收入＝热量支出。
第一课时 对流层大气的受热过程 全球气 压带、风带的分布和移动
在工业革命前，人类还没有发明蒸汽机，那时航海家们
只能靠风力乘帆船在海洋上航行。航海家们经过多次航 行，发现30°纬度附近总是无风，帆船进入该海区无法 航行。
那时，帆船除装载一般货物外，还装运许多马匹到美洲
大陆。由于草料和淡水的不足，马匹相继死掉，马肉又
教材图2－26 不同太阳高度辐射强度变化示意
图中揭示了影响太阳辐射强度的因素是：太阳 高度角。A、B表示等量的太阳辐射，A 的入射 角大于B，导致：①A束光线分布的面积a小于B 束光线分布的面积b，光热集中，太阳辐射强度 大；②A束光线穿过大气的路径短于B束光线， 被大气削弱程度差，太阳辐射强度大。据此也 可解释一天中，正午的太阳辐射强度大于早晨 和傍晚的现象。
教材图2－28 玻璃温室效应示意
太阳光透过玻璃进入温室，加热温室内的地面， 地面温度升高后产生长波辐射，由于玻璃阻断 了室内空气与大气的交换，红外线长波辐射被 保留在温室内，使温室的温度升高。
教材图2－31 有摩擦力与没有摩擦力的大气运动和 等压线的关系
本图采用以图释文的形式，介绍了影响风的三种作 用和近地面风向、高层大气风向。现在总结归纳气 压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响，如 下表所示：
对 流 运 复杂 动 多变 显 著
人类生 活在对 流层底 部，与 人类关 系最密
切Fra Baidu bibliotek
教材图2－24 到达地面的太阳辐射示意
太阳源源不断地向四周放射着能量，若到达地球大 气上界的太阳辐射以100计，经过大气时，被臭氧、 二氧化碳等物质吸收的紫外光和红外光占19%，被 大气散射、反射、地面反射的占34%，到达地面并 被地面吸收的太阳辐射只有47%。
吃不完，所以不得不把马肉投进大海里喂鱼。后来，人 们就把这个无风的30°纬度叫做“马纬度”。 [尝试探究]为什么在其他海域总是吹有规律的定向风， 而在“马纬度”海区总是无风？
一、课标要求
运用图表说明大气受热过程，绘制全球气压带、风带分布 示意图，说出气压带、风带的分布、移动规律。
二、学习目标
1．了解大气的垂直分层及各层特点。 2．理解大气热状况过程与特征。 3．掌握热力环流的形成过程及具体应用。 4．掌握大气水平运动。 5．理解三圈环流的形成过程，理解气压带和风带的形成、 分布、移动规律。
各大气层的基本情况如下表所示：
大
气温垂直变
气
分 层
高度
化
空气 天气
规律 原因 运动 现象
与人类关系
高 自平流层顶 层 以上到大气 大 上界2 000～3 气 000千米
80～500千米高空有 若干电离层，能反射 无线电波，对无线电
通信有重要作用
该层气温
自对 下层随高度 基本上不 平
①臭氧大量吸
平 流 层
一、对流层大气的受热过程
探究
1.为什么说O3是“地球生命的保护伞”？ 答案： O3能吸收太阳辐射中的紫外线部分，使 适量紫外线到达地表面，保护地球生命。
探究
2.为什么晴朗的天空呈现蔚蓝色？
答案： 可见光中波长较短的蓝色光，紫色光易 被空气分子散射。 探究
3.菲律宾皮纳图博火山喷发时，火山灰笼罩了整 个马尼拉城，白天宛如黑夜，出门需打手电。这 种现象反映了大气对太阳辐射的何种作用？
教材图2－23 大气垂直分层示意
包围地球的大气，按照温度、密度等物理性质 的差异，在垂直方向上分为对流层、平流层、 高层大气。对流层在最低层，与人类的关系最 密切；平流层是大型飞机飞行的最理想的层次； 高层大气在50千米以上，有流星、极光等现象 出现，也是人造卫星绕转的一层。人们最初认 知的是大气层下部的情况，随着科学技术的进 步，人们对整个大气层有了更深入的了解。
答案： 尘埃增大反射作用。
二、全球气压带、风带的分布和移动
大 气 的 运 动
探究
4.在相同的气压条件下，陆地上的风与海面上的风 有何不同？为什么？ 答案： 根据摩擦力大小判断，陆地上摩擦力较大， 风向与等体之间夹角大，风向偏转角度大；反之， 风向与等压线夹角小。
探究
5.高空风向与近地面风向有何不同？为什么？ 答案： 高空空气间的摩擦力很小，可以忽略 不计、风向与等压线平衡；近地面空气与地表 摩擦力大、风向与等压线有一交角。
教材图2－27 不同性质地面的反射率
地面的反射率与地面辐射呈负相关关系。反射 率越大，地面吸收的太阳辐射越少，地面温度 越低，地面辐射越弱；反之则强。从图中看， 新雪的反射率最高，冰次之，赤道海洋最低。 颜色越浅反射率愈大，吸收太阳辐射的能力越 弱。南极洲出现全球极端气温最低值，其中很 重要的一个原因就是：南极大陆被冰雪覆盖， 对太阳辐射反射强。
探究
6.北半球的西风带是怎样形成的？
答案： 从北半球的副热带高气压带向副极 地低气压带之间有水平气压梯度力，风在这 个力作用下向北流动，又受到地转偏向力、 摩擦力共同作用，形成西南风。
探究
7.气压带和风带的季节移动是怎样引起的？ 有什么规律？
答案： 气压带和风带随着太阳直射点的移 动而移动。从6月22日至12月22日，向南移， 从12月22日至次年6月22日，向北移。
流层
顶至 50～ 55千
变化很小， 30千米以上 气温随高度 增加而迅速
受地面影 响，而靠 臭氧大量 吸收太阳
流 运
动 为
收紫外线，成 天气 为人类生存环 晴朗 境的天然屏障
②大气稳定，
米
上升 紫外线而 主
利于高空飞行
增温
低纬
17～18
对 流 层
千米， 中纬 10～12 千米，
高纬8～
9千米
气高加减约高气低温度而，每1温00.60随 增 递 大 升 降米 ℃，地 流 主 接 离 高 越面 层 要 热 地 ， 低是 大 的 源 面 气对 气 直 ， 越 温
教材图2－25 太阳辐射和地面辐射、大气逆 辐射关系示意
三个辐射的关系应从两个角度来认识，一是它 们在大气中传递和转换的关系，如图所示；二 是它们之间在数量上的关系，以大气上界、大 气和地面分别为研究对象，它们在热量的收支 上是平衡的，例如地面：热量收入＝地面吸收 太阳辐射(47)＋地面吸收大气逆辐射(106)＝153， 地面辐射(120)＋湍流输送(10)＋潜热输送(23) ＝153为热量支出，热量收入＝热量支出。